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致敬科研!银品生活与您共享首次看见黑洞的荣光

2019-04-12  本文已影响0人  银品生活

​北京时间4月10日消息,人类首张黑洞照全球发布,我们很荣幸的成为看到黑洞的首批人类。

此次发布的黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系 M87中心的黑洞,其距离地球 5500万光年,质量为太阳的 65 亿倍。

该图像的许多特征与爱因斯坦广义相对论的预言完全相一致,在强引力极端环境下进一步验证了广义相对论。

这张来之不易的黑洞照片由分布在世界各地的射电望远镜拍摄,望远镜口径相当于地球直径,照片“冲洗”过程长达两年。

其中,拍摄黑洞照片的宇宙观测团队里包括中国科学家。

如果霍金先生能看到,他该有多开心。

黑洞是什么?

自上世纪中期开始,人们对黑洞的探秘就从未停止过。

200多年前,英国的米歇尔和法国的拉普拉斯就曾提出:一个质量足够大但体积足够小的恒星会产生强大的引力,以致连光线都不能从其表面逃走,因此这颗星是完全“黑”的,但这一推论随后被人遗忘。

1915年爱因斯坦发表广义相对论不久,德国数学家史瓦西得到了静态球对称情况下爱因斯坦场方程的一个解,解在一个特殊半径(后称史瓦西半径)处存在奇异性。

1939年美国物理学家奥本海默等也证明确实存在一个时间-空间区域,光也不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。

这一区域的边界称为视界,在静态球对称情况下,视界半径就是史瓦西半径。如果某天体的半径小于史瓦西半径,那么该天体就应该是“黑”的,无法被我们看到。

科学家们把这些引力极强而又“看不到”的特殊天体称为“黑洞”。因此,黑洞也是爱因斯坦广义相对论预言的一种产物。

黑洞如何形成:都是引力惹的祸

中国科学院国家天文台研究员陆由俊说:“目前比较明确的是恒星级质量的黑洞是恒星塌缩的遗骸;而大质量黑洞则有可能由其它机制产生的中等质量黑洞吸积物质长大而成。”

所有的恒星都是核聚变反应炉,在其中,轻元素(主要是氢)聚合成重元素。核聚变过程提供了恒星一生的大部分能量。不过,最终,核燃料耗尽,由中心产生的能量再也无力对抗外壳巨大的重量,引力开始起主宰作用。

根据相对论,没有东西能行进得比光还快。如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能:所有东西都会被引力场拉回去。这样,就出现了一个事件的集合或时空区域,光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者——我们将这一区域称谓黑洞,将其边界称作事件视界。

就在黑洞照片公布以后的几个小时内,黑洞一跃成为顶级流量,更有段子手调侃:“黑洞像是一个甜甜圈”;也有指环王的粉丝说“黑洞就像是索伦之眼。”

无论如何玩梗,至少证明我们依然对科学怀有兴趣;当黑洞照片出现,我们依然愿意谈论宇宙。

如果说,在参与讨论的人中,有那么一部分人,愿意去认认真真看完哪怕一篇科普、一段视频;有那么一小部分人,被科学家为黑洞拍照的努力所感动,为科学求索的精神所震撼;甚至,有那么几个人,被黑洞照片的魅力“捕获”,从此爱上探索宇宙本源……

也就不枉科学家精心策划了这一场场发布会,不枉科研一线人员产出了那么多高质量科普,也不枉我们作为人类共同体中的一员,共享了这份首次看见黑洞的荣光。

<来自公众号“信德缘银品生活官方”,回复“邀请函”>

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